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L'Italia e' l'unico paese dove questa nuova tecnologia che si basa su vecchie e conosciute tecniche, non si sperimenta ne si applica.
Le ragioni credo siano tante non ultima la gestione a vocazione prettamente dipendente dai combustibili fossili che il nostro paese si e' dato dopo l'incidente di Chernobyl.
Eppure non molto lontano da noi, in Svizzera, funzionano gia almeno 5 impianti ed altri sono in funzione in Francia ed in altri paesi europei.
Cos'e' l'HDR?
Iniziamo parlando del Deep Heat Mining.
Con il termine Deep Heat Mining s'intende l'estrazione d'energia geotermica da una riserva sotterranea creata artificialmente, in vista della produzione di calore e d'elettricità. L'utilizzo di macchine ORC (Organic Rankine Cycle) permette una produzione di corrente economica già a temperature di 100°C circa in cima alla perforazione.
Il principio di funzionamento del Deep Heat Mining è relativamente semplice. Dopo aver effettuato una prima perforazione a grande profondità, si crea un serbatoio geotermico sotterraneo, allargando idraulicamente i sistemi di fratture naturali. La tecnica di fatturazione idraulica (Hydro-frac), prevede l'iniezione d'acqua ad una pressione di parecchie centinaia di bar.
Nel serbatoio geotermico così creato, l'acqua si riscalda per poi salire in superficie tramite una o più perforazioni di produzione. Uno scambiatore di calore trasferisce l'energia ad un secondo circuito alimentante un turbogeneratore per produrre elettricità. Gran parte del calore residuo, può essere iniettato in una rete di riscaldamento a distanza. Un pozzo d'iniezione completa il circuito chiuso e restituisce l'acqua raffreddata al serbatoio.
Da uno studio effettuato da una società svizzera risulta che tutta la fascia tirrenica italiana, maggiormente in corrispondenza della Toscana, parte del Lazio e Romagna, ha lo strato superficiale a spessore ridotto e che quindi potrebbe permettere l'installazione di impianti HDR ad alto rendimento anche senza utilizzare i geyser (soffioni) di Larderello.
Questo perche' il gradiente termico risultante nel caso di pozzi profondi sarebbe interessante ed economicamente sfruttabile.
Cos'e' il gradiente termico?
Il gradiente geotermico dà la misura dell’aumento di temperatura con la profondità. Sino alle profondità raggiungibili con le moderne tecniche di perforazione, il gradiente geotermico medio è 2,5°-3°C/100 m. Di conseguenza, se la temperatura nei primi metri sotto la superficie, che corrisponde, con buona approssimazione, alla temperatura media annua dell’aria esterna, è 15°C, si può prevedere che la temperatura sia 65°-75°C a 2000 m di profondità, 90°-105°C a 3000 m e via di seguito per alcune migliaia di metri. Nell'area suddetta il valore del gradiente geotermico si discosta sensibilmente da quello medio. In queste aree il basamento rigido sprofonda e si forma un bacino che si riempie rapidamente di sedimenti geologicamente “molto giovani”, il gradiente geotermico pare che possa essere anche raggiungere valori superiori a dieci volte quello normale.
La differenza di temperatura tra le zone profonde, più calde, e quelle superficiali, più fredde, dà origine ad un flusso di calore dall’interno verso l’esterno della Terra, tendente a stabilire condizioni di uniformità, condizioni che non saranno mai raggiunte. Il flusso di calore terrestre medio è 65 mWm-2 nelle aree continentali e 101 mWm-2 nelle aree oceaniche, con una media ponderale globale di 87 mWm-2.
E' evidente che tale gradiente, opportunamente sfruttato attraverso l'uso di scambiatori possa da solo essere la base per ottenere calore per la produzione di vapore e da questo tutto un processo che arriva a produrre energia elettrica ad emissione zero.
Scopriamo qui le ragioni perche' questa tecnica non viene applicata in Italia.
MetS
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Babydriver86.
User deleted
salve, questo è il mio primo messaggio, speriamo di una lunga serie!
l'energia HDR è un'intuizione geniale, ma dovremo analizzarne tutti i pregi e i difetti; io non sono del campo, ma gli interrogativi che mi vengono spontanei sono:
1) l'acqua nel risalire è vapore? se è allo stato liquido ci vuole una pompa non indifferente, alla quale dobbiamo fornire energia noi magari....:-(
2) una trivellazione di 3000 metri ha indubbiamente i suoi costi...ma penso siano ammortizzabili (l'impianto costituirebbe un generatore di vapore vero e proprio a costo zero!)
Per sentito dire, ho saputo che in Paesi come la Svizzera, impianti simili sono utilizzati anche a livello domestico, almeno, penso, per ottenere acqua calda ad uso sanitario/riscaldamento (la trivellazione è molto meno impegnativa e si ha bisogno di una portata ridicola rispetto a quella della quale avrebbe bisogno una centrale, magari per la produzione di energia elettrica...)
io ho detto la mia, non essendo del campo avro detto qualche cavolata, fatemelo presente e confrontiamoci per crescere tutti quanti!
ciao!. -
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Babydriver stai facendo confusione, accettabile per uno che si avvicina alla materia e ne conosce poca.
Quella che in Svizzara ma anche in Francia usano nelle case e' energia geotermica una parente diciamo povera dell'L'HDR.
Povera perchè si avvale di tecnologie meno sofisticate attraverso lo sfruttamento del gradiente termico che estrae dall'acqua (o dall'aria) con una PAC Pompa di Calore.
L'HDR è geniale ma va convenientemente sfruttato.
Veniamo alle tue domande alle quali provo a fornire una esauriente risposta.
1) L'acqua nel risalire dalle profondita' della crosta terrestre e' surriscaldata. diventa vapore esattamente come si fa nelle moderne centrali che utilizzano la combustione di un fluido o carbone, attraverso un condensatore ed in un secondo tempo un preriscaldatore. Pochi impianti che utilizzano nuove tecnologie non dispongono del condensatore ma invece usano sistemi il cui risultato è similare. Per farti un esempio una centrale a carbone (ti parlo di questo tipo perche' lo conosco meglio) scalda l'acqua inizialmente fino a 450°C che fa passare attraverso un fascio tubiero che porta il liquido alla turbina passando attraverso un condensatore che in genere si trova in cima alla caldaia. Il vapore che si produce viene avviato alla turbina/generatore che inizia a girare e produce elettricità. Alla conclusione del ciclo il vapore residuo si è trasformato in acqua surriscaldata e viene aspirato dal condensatore che lo reinvia alla caldaia attraverso un processo che permette una prima pressurizzazione dell'impianto e quindi ricomincia il ciclo.
2) Un impianto di quel tipo con trivellazioni in roccia con particolari condizioni geologiche non e' praticamente gratuito perche' costa abbastanza solo per realizzarlo. il grande vantaggio e' che non produce CO2 e questo da solo e' un grande vantaggio.
Per quanto riguarda ciò che hai letto in rete sono sicuro non si trattasse di HDR ma di applicazioni geotermiche invero molto diffuse sia in Svizzera che in Francia e da qualche anno anche in Italia.
Qualche cavolata l'hai detta ma sei scusato data la poca esperienza, rimani con noi e crescerai con tutto il forum.
MetS
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Babydriver86.
User deleted
in effetti mi sono reso conto dopo che probabilmente avevo sbagliato sezione!
per chiarirci, avrei dovuto postare le mie domande a carattere "domestico" nella sezione geotermica?
quindi deduco che il DHM si riferisce solo a produzioni di grande potenza, tali da giustificare i costi di realizzazione!
un altra domanda, siamo sicuri che il vapore che salirà dalle tubazioni sia puro? nel senso che non contenga elementi prelevati dal sottosuolo...dovrebbero fermarsi sul collettore superiore?
3 km di tubo...ok è vapore, ha una viscosità bassa ok,ma le perdite di carico? sarebbe interessante trovare qualcuno che magari supporti le mie "critiche" con anche qualche dato...
per il resto ha tutto di guadagnato, non emette fumi (CO2, CO, HC polveri e via discorrendo), non ha problemi di corrosione tipici dei generatori di vapore, non ha alcun tipo di perdita (non scambia termicamente con l'esterno, esclusa l'adduzione di vapore alla turbina, non ha incombusti, non perde calore con i fumi)
ciao!
Giovanni. -
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Va bene, ormai l'hai scritta qui...
Si il DHM si riferisce solo ad impianti di grande potenza tali da giustificare i costi di realizzazione, pensa solo alle prospezioni geologiche, alla trivellazione che puo' essere molto dispendiosa.
Nelle tubazioni non sale vapore ma acqua calda o come si dice in gergo surriscaldata. dipende poi dal progetto verificare a che temperatura l'acqua sale. La concentrazione fa si che l'acqua anche se ad alta temperatura sara' allo stato semiliquido. Una volta raggiunta la superficie passera' in scambiatori di calore (fasci tubieri) che attraverso anche l'uso di condensatori e nei casi migliori di PAC, alimenteranno il circuito interno di acqua demi per trasformarla in vapore e quindi muover eil gruppo turbina/generatore secondo il ciclo rankine. Le perdite di carico sono calcolate e rientrano nel discorso progettuale.
ti relazionero'ì meglio ad un'ora decente, adesso mia moglie ha imbracciato il fucile e devo andare a dormire pena decapitazione.
Ciao
MetS. -
.L'acqua nel risalire dalle profondita' della crosta terrestre e' surriscaldata. diventa vapore esattamente come si fa nelle moderne centrali che utilizzano la combustione di un fluido o carbone, attraverso un condensatore ed in un secondo tempo un preriscaldatore. Pochi impianti che utilizzano nuove tecnologie non dispongono del condensatore ma invece usano sistemi il cui risultato è similare.
L'utilizzo del condensatore non e' generalizzato, viene considerata anche una pratica del passato, oggi si usano dispositivi piu' performanti ma, ahime, costosi. Per questo il condensatore e' ancora la migliore soluzione in termini di costio.CITAZIONEPer farti un esempio una centrale a carbone (ti parlo di questo tipo perche' lo conosco meglio) scalda l'acqua inizialmente fino a 450°C che fa passare attraverso un fascio tubiero che porta il liquido alla turbina passando attraverso un condensatore che in genere si trova in cima alla caldaia. Il vapore che si produce viene avviato alla turbina/generatore che inizia a girare e produce elettricità. Alla conclusione del ciclo il vapore residuo si è trasformato in acqua surriscaldata e viene aspirato dal condensatore che lo reinvia alla caldaia attraverso un processo che permette una prima pressurizzazione dell'impianto e quindi ricomincia il ciclo.
Davvero? Oh cavolo, trent'anni di esperienza buttata alle ortiche....
Nella mia carriera ho costruito (ero site manager e qualche volta project manager) ben 11 centrali a carbone e un'altra decina a gas sia ciclo combinato che semplice.
La temperatura di 450 gradi non e' la regola, le moderne caldaie dette supercritiche, per esempio, che non sono piu' caldaie dal punto di visto tecnico ma generatori di vapore (steam's generator) scaldano l'acqua fino a almeno 1000 gradi F (538 gradi C), la regola e' 650 gradi C ma in genere e' superiore e poi, prima di immetterla in turbina sono costretti, nella cosidetta "cage" gabbia, a raffreddarla ulteriormente per stabilizzare il flusso e renderlo omogeneo. In genere, nell supercritical, il vapore si stabilizza a 600/650 gradi e cosi' entra nella turbina. Prima entra in turbia e poi da questa nel condensatore. Fai confusione, il condensatore situato in cima alla caldaia e' il secondo, a volte l'unico ma serve dopo che il vapore e' transitato in turbina e non prima.
(guarda il disegno che allego)
Quello che a te sembra un condensatore in effetti e' il cosiddetto "drum" un serbatoio che funge da raccolta del vapore da reimmettere in ciclo nel generatore di vapore. Il drum appunto, si trova a volte in cima alla caldaia, ma non sempre. In Vietnam per esempio nell'ultimo progetto completato quest'anno, esso era allo stesso piano delle turbine (vedo se trovo delle fotografie e le posto qui) e poi da questo era inviato attraverso delle pompe al generatore di vapore che, in quel caso era un prodotto totalmente nuovo, costruito da Foster Wheeler con base una caldaia a letto fluido ma con tecnologia supercritical. Tecnicamente parlando si trattava i una CFB Supercritical. Questo per aumentare l'efficienza che, in quel caso, raggiungieva il 47% contro la media del 34/38% delle caldaie tradizionali ipercritiche.
In generale, poi la tecnologia si affina sempre, e' gia' funzionante quella delle ultra-supercritical (USC) steam generation che rappresenta un avanzamento nella generazione di vapore convenzionale. Il sistema comporta l'uso di vapore pressurizzato supercritico con temperature superiori ai 1100 gradi Fahrenheit (593 gradi C). E questo e' il minimo ovviamente, perche' la moderna tecnologia e' gia' arrivato agli 850 gradi anche se non e' utilizzabile nelle turbine in quanto danneggerebbe i componenti che ancora non sono adatti a quelle temperature.
Lo scopo e' ridurre, aumentando la temperatura, la produzione i CO2 che gia' nelle supercritiche si abbatte di un ulteriore 25/32% per arrivare al top del 99% total la strada tuttavia e' ancora lunga.
Guardati questi altri due schemi:
questa e' un ultra super critical steam generator, quella che segue e' invece lo schema della BHK supercritical Steam Generator installata in Australia nell'impianto di Kogan Creek di cui io ero il project manager.
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